SPE beschleunigt die Digitalisierung der Fertigung

Von 10MBit/s bis 10GBit/s

Single Pair Ethernet (SPE) ist ein wichtiger Baustein, der die Systemarchitektur der Industrieautomatisierung neu definiert und damit eine integrierte digitale Fertigung mit höherer Produktivität und Erträgen ermöglicht. Die SPE-Technologie bringt die Industrieautomatisierung in den Mainstream innovativer Technologien, die Computer- und IoT-Standards nutzen.
 Die neuen Varianten der T1-Industrial-Schnittstelle für Single Pair Ethernet.
Die neuen Varianten der T1-Industrial-Schnittstelle für Single Pair Ethernet.Bild: Harting AG & Co. KG

Single Pair Ethernet 10Base-T1 ist eine auf zwei Adernpaaren basierende 10MBit/s-Ethernet-Netzwerktechnik auf der Grundlage des Standards IEEE802.3cg. Die Ethernet-basierte SPE-Technologie unterstützt den Mehrprotokolltransport für etablierte industrielle Ethernet-Protokolle wie Profinet, Ethernet/IP, HART-IP oder Modbus TCP/IP und nutzt die in der Computer- und IoT-Welt verbreitete Internet-Protocol-Kommunikation, um Daten und Informationen unternehmensweit und an Cloud-Anwendungen zu übertragen. Damit wird die letzte kritische Kommunikationslücke für eine vollständige Digitalisierung der Fertigung geschlossen – und Produktionsverfahren werden noch wettbewerbsfähiger und profitabler.

 Ein kleiner SPE-Steckverbinder, passend für Feldgeräte.
Ein kleiner SPE-Steckverbinder, passend für Feldgeräte.Bild: Harting AG & Co. KG

Geringere Installationskosten und Nachhaltigkeit

Das zweiadrige SPE-Konzept senkt die Installationskosten: durch einen um über 75 Prozent geringeren Kabeldurchmesser, reduziertes Gewicht, niedrigere Kosten, kleinere Steckverbinder und einen um 30 Prozent größeren Biegeradius als Cat5. Auf diese Weise leistet das SPE-Konzept mit seinem extrem reduzierten Einsatz von Rohstoffen wie Kupfer und Kunststoff einen Beitrag zur Nachhaltigkeit der Kommunikationstechnologie.

Intellligente Feldgeräte

SPE ist ein Enabler für intelligente Feldgeräte wie Sensoren, Aktoren, Vision Kameras, Roboter, Steuerungen, Aktoren, Schwingungswächter oder Antriebe, die vor Ort Steuerungsfunktionen übernehmen oder Daten übertragen, die für Qualitätsmessungen, Produktionseffizienzanalysen, Anlagenüberwachungen, Diagnosen und vorausschauende Wartungsempfehlungen genutzt und direkt an den Fertigungsbetrieb, das Unternehmen oder entsprechende Cloud-Systeme übermittelt werden können. Mit der System-on-Chip(SoC)-Technologie, wie sie in Massenprodukten wie Smartphones und Fitness-Trackern eingesetzt wird, lassen sich solche Daten praktisch in jedem Feldgerät zu geringeren Kosten in Hochleistungsqualität verarbeiten.

Power-over-Data-Line (PoDL)

Der Power-over-Data-Line-Standard (IEEE802.3bu), der die Stromversorgung von Feldgeräten über Kommunikationsleitungen unterstützt, verbessert die Installationseffizienz noch weiter. Die Spezifikation umfasst Optionen für den 12-, 24- und 48V-Betrieb. 12V eignen sich für batteriebetriebene und mobile Anwendungen, während 24V die gängige Spannung für Schalttafeln und Steuerungen sind. Der 10Base-T1S-Teil der Spezifikationen bietet eine kollisionsfreie, deterministische Ethernet-basierte Übertragung über ein Multi-Drop-Netz ohne Ethernet-Switches, was für weitere Einsparungen bei den Installationskosten sorgt. Das Protokollspektrum von SPE IEEE802.3 eignet sich für Geschwindigkeiten von 10MBit/s bis 10GBit/s und kann in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen bis hin zu hochauflösenden Vision-Sensoren, Lidar-Systemen oder Laserscannern eingesetzt werden, wie sie für die kollaborative Robotik oder autonome Logistiksysteme benötigt werden.

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Das könnte Sie auch Interessieren

Weitere Beiträge

ODVA-Mitgliederversammlung wählt Vorstand

Am 10. März 2022 fand die 21. Jahresversammlung der ODVA in San Diego, Kalifornien (USA) statt. Über 95 Branchenfachleute aus 30 verschiedenen Unternehmen erlebten die Highlights der Jahresversammlung, darunter die Wahl der ODVA-Führung für die 22. Amtszeit und eine Festrede von Dr. Paul R. Maurath, Technical Director Process Automation bei Procter & Gamble, über die Zukunft des Feldinstrumentierungs-Layer in der Prozessautomatisierung.

mehr lesen
Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Standards und Strategien

Standards und Strategien

Mit Single Pair Ethernet kann die Feldebene mit Sensoren und Aktoren einfach, platzsparend und kostengünstig in Smart Factory und Smart Building integriert und der durchgängige Datenfluss vom Edge in die Cloud realisiert werden. Die SPE System Alliance und Mitglieder brachten ihre Kompetenzen unter anderem in die Steckverbindernormierung ein. Darauf basieren die international standardisieren Steckgesichter gemäß IEC63171-2 und IEC63171-5.

mehr lesen
SPE: Die Zukunft des IIoT?

SPE: Die Zukunft des IIoT?

Im industriellen Internet der Dinge gibt es bisher einen Systembruch: Während in der Leit- und der Steuerungsebene der Automatisierungspyramide Ethernet als Kommunikationsstandard schon lange etabliert ist, dominieren in der Feldebene andere Standards. Dort, wo Sensoren und Aktoren vernetzt werden, herrschen Feldbus-Systeme. Damit die Versprechen von Industrie 4.0 aber Wirklichkeit werden können, ist eine nahtlose Kommunikation über alle Ebenen hinweg unumgänglich. Dazu braucht es auf der Feldebene eine neue Infrastruktur.

mehr lesen
Bild: OPC Foundation, ©metamorworks /shutterstock.com
Bild: OPC Foundation, ©metamorworks /shutterstock.com
OPC UA für die Feldebene

OPC UA für die Feldebene

Die Field Level Communications (FLC) Initiative der OPC Foundation wurde ins Leben gerufen, um OPC UA auch in der Feldebene als einheitliche, durchgängige und herstellerunabhängige Industrie-Interoperabilitätslösung zu etablieren. Dazu werden Erweiterungen für das OPC UA Framework spezifiziert, welche die Semantik und das Verhalten von Steuerungen und Feldgeräten verschiedener Hersteller vereinheitlichen und dies sowohl für die diskrete Fertigung wie auch für die Prozessindustrie.

mehr lesen